JP2009014035A - ヒンジ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】製造が容易、かつ低コスト化が可能なヒンジ機構を提供すること。
【解決手段】この発明のヒンジ機構は、第１部Ａに固定される軸体１の挿入部１ａを、第２部Ｂに固定される軸受け体２の内部に挿入して連結するようにしたヒンジ機構であって、前記挿入部１ａは、その外周面上に突出する凸部１ｂを有し、かつ軸方向に延びるスリット１ｃにより分割された形状に、弾性変形可能なプラスチックで一体成形されたものとし、軸体１と軸受け体２とは相対回動可能であり、軸体１の前記凸部１ｂと軸受け体２に設けた凹部２ａが互いに係合して第１部Ａと第２部Ｂとが所定の角度に保持されるとともに、相対回動させるために一定以上の力を加えると、弾性変形により前記凸部１ｂと凹部２ａとの係合状態が解除されるようにしている。
【選択図】図３

Description

この発明は、折り畳み式の物品等に利用されるヒンジ機構に関するものである。

折り畳み式の携帯電話等においては、例えば、特許文献１記載のような、軸受体１、軸２、コイルばね３及び摺動子４からなるヒンジ機構が使用されている。このヒンジ機構において、軸受体１は内周部に円弧状の溝からなる摺動子掛止部１０が形成されており、軸２は軸受体１の内部へ相対回動可能に挿入されるものであり、ばね収容穴２０を有し、このばね収容穴２０に挿入したコイルばね３によって付勢された摺動子４が、前記摺動子掛止部１０に係脱自在となるようにすることにより、２つの揺動体を所定の角度で保持できるようになっている。

しかし、この従来のヒンジ機構は、軸２に金属製のコイルばね３を取り付ける必要があり、さらに軸２やコイルばね３とは別体の摺動子４を取り付ける必要があるため、一体成形が不可能であり、しかも、組み立てのための工数を多く必要とするため、製造が容易ではなく、また、低コスト化も困難であった。
特許第３７３９２５０号公報

そこで、この発明は、製造が容易、かつ低コスト化が可能なヒンジ機構を提供することを課題とする。

この発明のヒンジ機構は、第１部Ａに固定される軸体１の挿入部１ａを、第２部Ｂに固定される軸受け体２の内部に挿入して連結するようにしたヒンジ機構であって、前記挿入部１ａは、その外周面上に突出する凸部１ｂを有し、かつ軸方向に延びるスリット１ｃにより分割された形状に、弾性変形可能なプラスチックで一体成形されたものとし、軸体１と軸受け体２とは相対回動可能であり、軸体１の前記凸部１ｂと軸受け体２に設けた凹部２ａが互いに係合して第１部Ａと第２部Ｂとが所定の角度に保持されるとともに、相対回動させるために一定以上の力を加えると、弾性変形により前記凸部１ｂと凹部２ａとの係合状態が解除されるようにしている。

第１部Ａの連結側端部に、筒状部３ａとその外側の接触面部３ｂからなる軸体固定部３を設け、軸体１に前記筒状部３ａに嵌合する中間部１ｄと、その外側において前記筒状部３ａに挿入不可能であって、前記接触面部３ｂに接触する面を有する外端部１ｅを設けたものとすることもできる。

第１部Ａの連結側端部の左右に軸体固定部３を設け、両軸体固定部３の間に第２部Ｂの軸受け体２を位置させ、軸受け体２の左右各端から前記各軸体固定部３に固定した軸体１の挿入部１ａをそれぞれ挿入して連結したものとすることもできる。

さらに、軸体１に、軸受け体２の凹部２ａに係合する凸部１ｂよりも内端側に、連結時において軸受け体２の内端面より内方に出する係止突部１ｆを設けて、軸体１の軸受け体２からの抜けを防止するようにしたものとすることもできる。

この発明のヒンジ機構は、上述のような構成を有しており、軸体１の軸受け体２の内部に挿入される挿入部１ａが、複数の部品を組み立ててなるものではなく、弾性変形可能なプラスチックで一体成形されたものであるため、組み立てに必要とする工数が少なく、製造が容易、かつ低コスト化が可能となっている。

以下、この発明の好適な実施形態を、図面を参照して説明する。

図１はこの発明の実施形態のヒンジ機構を使用した小物収納ケースを開いた状態の斜視図、図２は小物収納ケースを閉じた状態の斜視図、図３は小物収納ケースの分解状態の斜視図、図４はヒンジ機構の軸体１の斜視図、図５はヒンジ機構の軸受け体２の斜視図、図６は小物収納ケースの連結部分の横断面図、図７は小物収納ケースを閉じた状態の縦断面図、図８は同９０度に開いた状態の縦断面図、図９は同１８０度に開いた状態の縦断面図である。

このヒンジ機構は、第１部Ａに固定される軸体１の挿入部１ａを、第２部Ｂに固定される軸受け体２の内部に挿入して連結するようにしたヒンジ機構であって、前記挿入部１ａは、その外周面上に突出する凸部１ｂを有し、かつ軸方向に延びるスリット１ｃにより分割された形状に、弾性変形可能なプラスチックで一体成形されたものとし、軸体１と軸受け体２とは相対回動可能であり、軸体１の前記凸部１ｂと軸受け体２に設けた凹部２ａが互いに係合して第１部Ａと第２部Ｂとが所定の角度に保持されるとともに、相対回動させるために一定以上の力を加えると、弾性変形により前記凸部１ｂと凹部２ａとの係合状態が解除されるようにしている。

このヒンジ機構は、図１に示したような、折り畳み式の小物収納ケースに利用することができる。この小物収納ケースは、図１中、左下側に位置する第１部Ａと、右上側に位置する第２部Ｂとを開閉自在としたものである。

第１部Ａ及び第２部Ｂはプラスチック製であり、適宜に仕切られた内ケース部Ｃに小物を収納できるようにしている。内ケース部Ｃには、釣具、薬、手芸用品（ビーズ、糸等）、工作用の小さな材料や部品等の小物を収納することができる。

この小物収納ケースは、図２に示したように閉じた状態にして衣服のポケット等に収納することができる。また、内ケース部Ｃに小物を出し入れする場合には、第１部Ａを下側にして手で持ちながら、第２部Ｂを後方に傾動させて開く。

図３に示したように、第１部Ａの連結側端部には、その左右側部にそれぞれ軸体固定部３が設けられている。この軸体固定部３は、筒状部３ａとその外側の接触面部３ｂからなる。筒状部３ａは、上部が半円形で下部が四角形状のトンネル形状であり、内ケース部Ｃよりも上方に突出し、左右方向に貫通する孔を有している。接触面部３ｂは筒状部３ａの下端から外方に連続する水平な面としている。接触面部３ｂは、内ケース部Ｃの上面より下がった位置に形成されている。

また、両軸体固定部３の筒状部３ａの間には、前後方向に延びる２本のリブ４が設けられている。

第２部Ｂの連結側端部には、その中央に軸受け体固定部５が設けられている。軸受け体固定部５は、前記軸体固定部３の筒状部３ａの上部と同じ径の筒状のものであり、左右方向に貫通する孔を有している。この孔は、左右端部において後述の軸受け体２が嵌合する断面形状を有するものとしている。軸受け体固定部５は、第１部Ａと第２部Ｂとの連結時に左右の軸体固定部３の間に位置し、軸体固定部３との間にほとんど隙間なく収まるようになっている。

図４に示したように、軸体１は、内端側に軸受け体２の内部に挿入される挿入部１ａを有しており、その外側に軸体固定部３の筒状部３ａに嵌合する中間部１ｄを設け、さらにその外側に前記筒状部３ａに挿入不可能であって、前記接触面部３ｂに接触する面を有する外端部１ｅを設けている。

前記挿入部１ａは、円筒を軸方向に延びるスリット１ｃにより２分割したような基本形状を有している。スリット１ｃは、挿入部１ａの根元付近にまで達するものとすることができる。各分割された部分には、内端寄りの位置に、その外周面上において半径方向に円弧状に突出する凸部１ｂを設け、さらに、同内端付近に内端側に向かって肉厚が薄くなるようにした係止突部１ｆを設けたものとしている。

前記凸部１ｂは、後述の軸受け体２の凹部２ａと係合するようにしたものであり、係止突部１ｆは軸体１の軸受け体２からの抜けを防止するためのものである。この実施形態では、後述のように第１部Ａと第２部Ｂが閉じた状態及び１８０度に開いた状態で保持されるようにするため、挿入部１ａの軸心を挟んで２つの凸部１ｂを対向させて配置しており、係止突部１ｆについても同様としているが、特にこの構成に限定されない。

前記中間部１ｄは、挿入部１ａ（凸部１ｂ及び係止突部１ｆを設けた部分を除く）よりもやや径の大きい円筒状としている。

前記外端部１ｅは、内側面の外形が、軸体固定部３の筒状部３ａの外端面の外形とほぼ同一であり、また、その上部は、第２部Ｂの外端側の傾斜に合わせて傾斜した形状となっている。前記内側面は、連結時において軸体固定部３の筒状部３ａの外端面に当接する。そして、外端部１ｅの底面が、軸体固定部３の接触面部３ｂに接触するようにしている。この底面は、平坦な面としている。

軸体１は、弾性変形可能で、強度、耐衝撃性、耐摩耗性等に優れたエンジニアリングプラスチック、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）で一体成形されたものとすることができる。なお、前記中間部１ｄ及び外端部１ｅは、挿入部１ａとは別体として形成することもできる。

図５に示したように、軸受け体２は、短い円筒状であって、その外周面上において、後側に半径方向に突出する凸部２ｂとその斜め下方に角部２ｃを有し、内周において、前後に凹部２ａを有している。

前記凸部２ｂと角部２ｃは、軸受け体２が軸受け体固定部５に挿入されたときに回り止めとなる。内周の凹部２ａは、左右端にわたる溝状としている。軸受け体２は、軸体１と同じ材質で一体成形されたものとすることができる。

第１部Ａと第２部Ｂとを連結するには、第２部Ｂの軸受け体固定部５の左右端（各外端）から軸受け体２を挿入して固定し、第１部Ａの左右の軸体固定部３の間に軸受け体固定部５を位置させ、そして、各軸体固定部３の筒状部３ａの外端から軸体１の挿入部１ａを挿入し、さらに、この挿入部１ａを各軸受け体２の外端側から挿入するとともに、中間部１ｄを筒状部３ａに嵌合させ、外端部１ｅの底面を接触面部３ｂに接触させた状態にする。軸体１の係止突部１ｆを設けた先端部分は、図６に示したように、軸受け体２の内端側に突出した状態になる。

このように、ヒンジ機構の組み立ては極めて容易に行うことができるが、軸体１は、軸体固定部３に対し回動することなく、また、軸受け体２も、軸受け体固定部５に対し回動することなく、ともに強固に固定された状態を保つことができる。

このヒンジ機構により、第１部Ａに対し第２部Ｂを適宜角度に傾斜させることができる。この実施形態では、第１部Ａと第２部Ｂが閉じた状態から１８０度開いた状態にまで角度調節可能としている（図７〜９）。角度調節の際、軸受け体固定部５は、左右の軸体固定部３の筒状部３ａの間のリブ４に接触して支持されつつ回動する。

第１部Ａと第２部Ｂが閉じた状態（図７）、及び１８０度開いた状態（図９）においては、軸体１の前記凸部１ｂと軸受け体２に設けた凹部２ａが互いに係合することにより、第１部Ａと第２部Ｂとはその角度のまま保持されることとなり、小物収納ケースを傾けたり少々揺すったりした程度では、第１部Ａと第２部Ｂが勝手に閉じたり開いたりしないようになっている。しかも、前記凸部１ｂと凹部２ａとが係合するときには、カチッという感触が得られ、第１部Ａと第２部Ｂが前記いずれかの角度になったことを実感することができる。

また、比較的強い力を加えて第１部Ａに対して第２部Ｂを傾動させると、軸体１の挿入部１ａが弾性変形することにより前記凸部１ｂと凹部２ａとの係合状態が解除され、軸体１と軸受け体２との相対回動が可能となる。回動中、前記凸部１ｂは軸受け体２の内周面に押圧されるので、軸体１の挿入部１ａにおけるスリット１ｃの幅が縮小し、各分割された部分は互いに接近した状態になる（図８）。そして、再び前記凸部１ｂと凹部２ａとが遭遇すると、軸体１の挿入部１ａが弾性復帰して、前記凸部１ｂと凹部２ａが係合状態になる（図７又は図９）。

さらに、このヒンジ機構では、連結時において、係止突部１ｆが、軸受け体２の内端面より内方に突出することにより、軸体１の抜けが防止されるようになっている。すなわち、図６に示したように、軸受け体２の内径は、軸受け体固定部５における左右の軸受け体２，２間の中間部分の内径より小さく、軸受け体２の内端面が前記中間部分における軸受け体固定部５の内周面に対して段差を有しており、軸体１が軸受け体２から外方へ抜けようとしても、ここに係止突部１ｆの外端側の面が当接して、軸体１の抜けが防止される。

このヒンジ機構は、上述のような構成であり、軸体１の軸受け体２の内部に挿入される挿入部１ａが、複数の部品を組み立ててなるものではなく、弾性変形可能なプラスチックで一体成形されたものであるため、組み立てに必要とする工数が少なく、製造が容易、かつ低コスト化が可能となっており、小物収納ケースのような、比較的安価で軽量な物品に適用するのに極めて適した構造となっている。

以上がこの発明の一実施形態であるが、この発明は上述の例に限定されず、各構成部材の材質、形状、前記凸部１ｂ、凹部２ａを設ける位置等の構成を適宜変更して実施することができる。

この発明の実施形態のヒンジ機構を使用した小物収納ケースを開いた状態の斜視図である。 この発明の実施形態のヒンジ機構を使用した小物収納ケースを閉じた状態の斜視図である。 この発明の実施形態のヒンジ機構を使用した小物収納ケースの分解状態の斜視図である。 この発明の実施形態のヒンジ機構の軸体の斜視図である。 この発明の実施形態のヒンジ機構の軸受け体の斜視図である。 この発明の実施形態のヒンジ機構を使用した小物収納ケースの連結部分の横断面図である。 この発明の実施形態のヒンジ機構を使用した小物収納ケースを閉じた状態の縦断面図である。 この発明の実施形態のヒンジ機構を使用した小物収納ケースを０度に開いた状態の縦断面図である。 この発明の実施形態のヒンジ機構を使用した小物収納ケースを１８０度に開いた状態の縦断面図である。

符号の説明

Ａ 第１部
Ｂ 第２部
１ 軸体
１ａ 挿入部
１ｂ 凸部
１ｃ スリット
１ｄ 中間部
１ｅ 外端部
１ｆ 係止突部
２ 軸受け体
２ａ 凹部
３ 軸体固定部
３ａ 筒状部
３ｂ 接触面部

Claims (4)

1. 第１部（Ａ）に固定される軸体（１）の挿入部（１ａ）を、第２部（Ｂ）に固定される軸受け体（２）の内部に挿入して連結するようにしたヒンジ機構であって、
   前記挿入部（１ａ）は、その外周面上に突出する凸部（１ｂ）を有し、かつ軸方向に延びるスリット（１ｃ）により分割された形状に、弾性変形可能なプラスチックで一体成形されたものとし、
   軸体（１）と軸受け体（２）とは相対回動可能であり、軸体（１）の前記凸部（１ｂ）と軸受け体（２）に設けた凹部（２ａ）が互いに係合して第１部（Ａ）と第２部（Ｂ）とが所定の角度に保持されるとともに、相対回動させるために一定以上の力を加えると、弾性変形により前記凸部（１ｂ）と凹部（２ａ）との係合状態が解除されるようになっていることを特徴とするヒンジ機構。
2. 第１部（Ａ）の連結側端部に、筒状部（３ａ）とその外側の接触面部（３ｂ）からなる軸体固定部（３）を設け、軸体（１）に前記筒状部（３ａ）に嵌合する中間部（１ｄ）と、その外側において前記筒状部（３ａ）に挿入不可能であって、前記接触面部（３ｂ）に接触する面を有する外端部（１ｅ）を設けている請求項１記載のヒンジ機構。
3. 第１部（Ａ）の連結側端部の左右に軸体固定部（３）を設け、両軸体固定部（３）の間に第２部（Ｂ）の軸受け体（２）を位置させ、軸受け体（２）の左右各端から前記各軸体固定部（３）に固定した軸体（１）の挿入部（１ａ）をそれぞれ挿入して連結している請求項２記載のヒンジ機構。
4. 軸体（１）に、軸受け体（２）の凹部（２ａ）に係合する凸部（１ｂ）よりも内端側に、連結時において軸受け体（２）の内端面より内方に出する係止突部（１ｆ）を設けて、軸体（１）の軸受け体（２）からの抜けを防止するようにしている請求項１、２又は３記載のヒンジ機構。

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